2025 年大学航天工程（航天器设计）试题及答案

2025年大学航天工程（航天器设计）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填写在括号内）1.航天器设计中，关于轨道选择的主要依据不包括以下哪项？（）A.任务需求B.航天器性能C.发射成本D.地球自转速度2.以下哪种结构材料常用于航天器的主体框架，以减轻重量并保证强度？（）A.铝合金B.不锈钢C.钛合金D.碳纤维复合材料3.航天器的姿态控制系统主要作用是（）。A.控制航天器的轨道高度B.调整航天器的发射角度C.保持航天器特定的姿态指向D.监测航天器的飞行速度4.对于太阳能电池板的设计，关键考虑因素不包括（）。A.光照强度B.电池转换效率C.阴影遮挡影响D.航天器外观美观度5.在航天器热控系统中，常用的散热方式是（）。A.自然对流散热B.强迫风冷散热C.辐射散热D.液体冷却散热6.航天器的通信系统主要用于（）。A.与地面控制中心通信B.与其他航天器通信C.两者皆是D.仅用于广播信号7.设计航天器的推进系统时，需要考虑的因素有（）。A.推力大小B.燃料类型C.推进效率D.以上都是8.关于航天器的导航系统，以下说法错误的是（）。A.依靠卫星导航信号确定位置B.可通过惯性测量单元辅助定位C.导航精度不受外界环境影响D.能实时更新航天器的位置信息9.航天器设计中，对电子设备的抗辐射要求是因为（）。A.太空中辐射强度高B.电子设备易发热C.防止电磁干扰D.提高设备运算速度10.以下哪种航天器构型适合进行星际探索任务？（）A.三轴稳定构型B.自旋稳定构型C.混合构型D.多面体构型二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填写在括号内，多选、少选、错选均不得分）1.航天器设计中，影响轨道寿命的因素包括（）。A.大气阻力B.地球引力变化C.太阳辐射压力D.航天器自身质量损耗2.航天器热控系统的组成部分通常有（）。A.隔热材料B.温控传感器C.加热器D.散热装置3.航天器通信系统的主要组成模块有（）。A.发射天线B.接收天线C.信号调制解调器D.数据处理单元4.推进系统对于航天器的重要性体现在（）。A.提供轨道机动能力B.修正轨道偏差C.维持姿态稳定D.辅助设备供电5.在航天器设计中，考虑可靠性设计的方面有（）。A.冗余设计B.故障诊断与容错C.环境适应性设计D.材料耐久性设计三、判断题（总共10题，每题2分，请判断对错，在括号内打“√”或“×”）1.航天器的轨道倾角越大，覆盖地球的范围越小。（）2.碳纤维复合材料比金属材料更适合在高温环境下使用。（）3.姿态控制系统只能在航天器发射阶段发挥作用。（）4.太阳能电池板的面积越大，发电能力一定越强。（）5.航天器热控系统主要是为了防止航天器过热。（）6.通信系统的带宽越大，数据传输速率越低。（）7.化学推进剂的比冲越高，推进效率越高。（）8.导航系统可以完全自主确定航天器在太空中的精确位置，无需地面支持。（）9.电子设备在航天器上的布局会影响散热效果。（）10.不同任务的航天器构型设计基本相同，无需针对性设计。（）四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答以下问题）1.请简述航天器轨道设计需要考虑的主要因素及各因素的影响。2.说明航天器热控系统中主动热控和被动热控的工作原理及应用场景。3.阐述航天器推进系统中化学推进和电推进的特点及适用任务类型。五、综合分析题（总共2题，每题15分，请结合所学知识分析以下问题）1.假设要设计一个用于月球探测的航天器，从轨道选择、结构设计、能源系统、热控系统、通信系统等方面阐述设计要点。2.随着航天技术的发展，未来航天器可能会面临更加复杂的任务和环境。请分析在这种趋势下，航天器设计在可靠性、性能提升等方面可能需要做出哪些改进和创新。答案1.选择题答案-1.D-2.D-3.C-４.D-5.C-6.C-7.D-8.C-9.A-10.A2.多项选择题答案-1.ABC-2.ABCD-3.ABCD-4.ABC-5.ABCD3.判断题答案-1.×-2.√-3.×-4.×-5.×-6.×-7.√-8.×-9.√-10.×4.简答题答案-1.航天器轨道设计需考虑任务需求，如通信、观测等任务对轨道覆盖范围等的要求；地球引力，影响轨道形状和稳定性；发射能力，决定可到达的轨道；轨道寿命，受大气阻力等因素影响。大气阻力会使低轨道航天器轨道衰减，地球引力是轨道运动的根本驱动力等。-2.主动热控通过加热器、制冷器等设备主动调节航天器温度，如在低温环境下启动加热器升温。被动热控利用隔热材料、散热涂层等依靠热传导、辐射等自然方式调节温度，如高发射率涂层增强散热。主动热控用于温度变化大或精度要求高的情况，被动热控用于一般性温度调节。-3.化学推进推力大，可实现快速轨道机动，适用于航天器发射、轨道转移等任务。电推进比冲高、精度高，适合长时间小推力任务，如卫星姿态保持、星际航行中的微调等。5.综合分析题答案-1.轨道选择：采用近月轨道，便于对月球进行详细观测。结构设计：采用轻量化材料，减轻重量以降低发射成本，同时保证结构强度。能源系统：配备太阳能电池板，利用月球光照发电，辅以蓄电池储能。热控系统：考虑月球昼夜温差大，采用高效隔热和散热措施。通信系统：确保与地球稳定通信，采用合适的天线